Jak moc je husté hořčíkové plazma „průhledné“ v měkké rentgenové oblasti?

Text

Na prohřátou hustou látku (WDM) narazíme ve hvězdách či při inerciální fúzi a jedná se o stav hmoty na pomezí fyziky plazmatu a fyziky pevných látek, kde podstatnou roli hrají kolektivní procesy charakteristické pro silně vázané systémy. Měření optických vlastností patří k základním nástrojům umožňujícím pochopit složité procesy odehrávající se v hustém plazmatu. Tyto experimenty je však téměř nemožné provádět pomocí konvenčních laserů. Zásadní změna přišla až s nástupem laserů rentgenových, především pak laserů na volných elektronech, které jsou schopny homogenně prohřát studovaný materiál, a to v celém objemu. Naše společná práce pojednává o měření emisivity a opacity v prohřátém hustém hořčíkovém plazmatu, které bylo ohříváno fokusovaným svazkem rentgenového laseru s volnými elektrony LCLS (Linac Coherent Light Source) v USA. Princip experimentu tkví v tom, že impulzní K-alfa záření přirozeně vznikající v plazmatu toto plazma „prosvítí“ a z emisních spekter lze odvodit emisivitu a opacitu (neprůhlednost) pro různé nábojové stavy iontů hořčíku. Naměřená spektra a provedené simulace představují první výsledky tohoto druhu, jichž bylo možno dosáhnout právě s využitím laserů na volných elektronech a které nám umožnily nahlédnout do podivuhodného světa krátkovlnných optických vlastností silně vázaného hořčíkového plazmatu.

vv-19.jpg
Popis
Emisní spektra silně vázaného hořčíkového plazmatu. Naměřená emisní spektra silně vázaného hořčíkového plazmatu pro různé tloušťky hořčíkových fólií, které byly v experimentu použity. Pokles intenzity spektrálních čar pro větší tloušťky fólií dokladuje vliv rostoucí opacity v místě maxim čar, avšak minimální vliv opacity v místě minim (oblasti mezi čarami).